寇俊陽，鄒小波，王志棟，王必顯，胡 源，張成軍

（甘肅省地震局張掖中心地震臺,甘肅 高臺 734300）

1 異常變化描述

2017年6月12日，高臺大莊地電場長、短極距觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)不同程度的臺階，北南長極距臺階最大幅度為9.1mV/km，北南短極距最大幅度為5.6mV/km；東西長極距臺階最大幅度為9.2mV/km，東西短極距最大幅度為8.0mV/km，且北南測道長、短極距開始持續(xù)抬升，變化幅度最大為25.8mV/km和43.8mV/km(如圖1所示)；東西測道長、短極距測值出現(xiàn)同步變化，但抬升幅度相對較小。

圖1 高臺大莊地電場分鐘值圖（20170101-20170918）

2 臺站概況

2.1 臺站簡介

高臺大莊地電觀測站位于高臺縣大莊村，距縣城13km，屬于“十五”項(xiàng)目新建臺站，為無人值守臺站，觀測室占地10m2，采用220V農(nóng)電供電，觀測儀器配備野外站電源。觀測站目前擁有地電場觀測、電測擾動(dòng)和DSC垂直電場儀（實(shí)驗(yàn)儀器）三項(xiàng)觀測項(xiàng)目。采用ADSL進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，采用無人值守和有人看護(hù)相結(jié)合的方式進(jìn)行管理，觀測資料由高臺地震臺的觀測人員進(jìn)行處理。高臺大莊地電觀測站照片位置如圖2所示。

圖2 甘肅省高臺大莊地電場構(gòu)造位置圖

2.2 地質(zhì)條件

高臺大莊地電觀測站地電場觀測區(qū)臺址位于合黎山-龍首山褶皺帶南緣與走廊斷陷的分界處，河西系高臺-榆木山隆起與祁呂西褶皺外緣與古北西向構(gòu)造斜撞復(fù)合部位，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造以合黎山-龍首山北西西向隆起帶為主，地表為第四紀(jì)30多米的覆蓋層，測區(qū)位于紅柳荒灘（現(xiàn)已開發(fā)為農(nóng)用耕地），土壤鹽堿性較強(qiáng)，地下水豐富，地下水位較淺。高臺大莊地電場的電測深曲線如圖3所示：

圖3 高臺大莊地電場電測深曲線

2.3 觀測簡述

高臺大莊地電場于2006年9月架設(shè)完成。線路架設(shè)采用空架方式, 電極為固體不極化電極。共分南北長、東西長、北東長、南北短、東西短、北東短六道測道。2015年11月23-25日對大莊地電場電極進(jìn)行更換，電極埋深也由原來的1.5m加深到4.3m，更換電極之后數(shù)據(jù)質(zhì)量明顯改善，相關(guān)系數(shù)和差值等指標(biāo)顯示數(shù)據(jù)質(zhì)量較高。表1和圖4為觀測系統(tǒng)參數(shù)和布極示意圖。

表格1 高臺大莊地電場布極裝置參數(shù)表

圖4 為高臺大莊地電場布極圖

3 異常核實(shí)過程

針對高臺大莊地電場北南長、短測道數(shù)據(jù)曲線持續(xù)抬升異常情況，張掖中心地震臺開會(huì)詳細(xì)討論核實(shí)方案，同時(shí)向監(jiān)測中心翟瑋、預(yù)報(bào)中心高曙德請教，并將核實(shí)方案以電話形式上報(bào)給監(jiān)測中心和預(yù)報(bào)中心。于2017年9月18日下午，由張掖中心地震臺臺長尹亮組織電磁組寇俊陽、鄒小波、胡源、王志棟、張成軍等人到南華大莊地電觀測站核實(shí)異常情況，并根據(jù)制定的方案對可能存在的影響因素逐步排查核實(shí)。

3.1 巡查外線路和測區(qū)環(huán)境

巡查測區(qū)環(huán)境：北南測道測區(qū)2017年年初新建滴灌裝置，滴灌采用塑料管鋪設(shè)，但滴灌運(yùn)行時(shí)間為非連續(xù)性，初步判斷其可能存在的干擾為間歇性干擾，而非引起北南測道觀測數(shù)據(jù)曲線抬升的直接原因。

排查外線路：各測道電極接線盒接頭，無明顯的虛接及銹蝕現(xiàn)象，接線盒密封良好，外線路檢查合格，各項(xiàng)檢查結(jié)果均符合學(xué)科規(guī)范要求。

3.2 室內(nèi)線路、接頭及避雷機(jī)箱接地

檢查室內(nèi)配電線和避雷機(jī)箱各引線接頭，未發(fā)現(xiàn)銹蝕及虛接情況；檢查避雷機(jī)箱接地，符合規(guī)范要求；檢查儀器后航空插頭，接觸良好，未發(fā)現(xiàn)室內(nèi)線路破損。

3.3 停測實(shí)驗(yàn)儀器、配套UPS及空調(diào)

2016年7月31日高臺大莊地電場因高溫引起儀器故障，地電場儀停測3個(gè)月，故于2017年5月6日在觀測室內(nèi)架設(shè)1.5P壁掛式空調(diào)一臺。

2017年5月9日，甘肅省地震局預(yù)報(bào)中心高曙德等人在高臺大莊架設(shè)實(shí)驗(yàn)儀器DSC垂直電場儀，儀器采用UPS加市電供電。

2017年5月19日至2017年6月12日，儀器故障，返廠維修。2017年6月12日恢復(fù)實(shí)驗(yàn)觀測。2017年9月18日向預(yù)報(bào)中心高曙德申請，停測實(shí)驗(yàn)儀器，以便做對比觀測。

分析同場觀測電磁擾動(dòng)低頻電擾動(dòng)北南分量和低頻磁擾動(dòng)?xùn)|西分量2017年1月1日-2017年9月18日數(shù)據(jù)曲線，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器的架設(shè)運(yùn)行對電磁繞動(dòng)存在明顯干擾，如圖5所示。

圖5 電磁擾動(dòng)分鐘值圖（20170101-20170918）

2017年5月9日-2017年5月19日 （實(shí)驗(yàn)儀器架設(shè)未故障前），地電場無明顯干擾，2017年6月12日該實(shí)驗(yàn)儀器維修正常并恢復(fù)觀測，地電場出現(xiàn)各測道測值不同程度的趨勢上升，如圖6所示。

圖6 高臺大莊地電場分鐘值圖（20170101-20170918）

3.4 觀測儀器標(biāo)定檢查

2017年9月18日，按照學(xué)科規(guī)范要求，對觀測儀器做零輸入、滿刻度校準(zhǔn)和標(biāo)定測量，結(jié)果符合規(guī)范要求。標(biāo)定測量結(jié)果見表2。

表2 臨時(shí)檢查標(biāo)定結(jié)果

通過與并行的備用儀器對比分析認(rèn)為，6月12日備用儀器數(shù)據(jù)資料正常，未出現(xiàn)數(shù)據(jù)臺階?，F(xiàn)用觀測儀器數(shù)據(jù)出現(xiàn)的臺階，可能為觀測儀器標(biāo)定產(chǎn)生。且9月18日對儀器進(jìn)行重新標(biāo)定后，各測道數(shù)據(jù)曲線也出現(xiàn)比較明顯的臺階，故認(rèn)為6月12日數(shù)據(jù)臺階為標(biāo)定產(chǎn)生。

而6月12日開始在各測道數(shù)據(jù)出現(xiàn)的趨勢性異常，在備用儀器產(chǎn)出數(shù)據(jù)中也可發(fā)現(xiàn)類似異常。但在6月12日實(shí)驗(yàn)儀器也恢復(fù)觀測，且電磁擾動(dòng)數(shù)據(jù)受到明顯干擾。

9月18日已經(jīng)對實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行停測，但電磁擾動(dòng)數(shù)據(jù)未出現(xiàn)明顯變化，地電場數(shù)據(jù)下降20mV/km左右的臺階，目前數(shù)據(jù)曲線變化趨勢與標(biāo)定變化不大，故認(rèn)為該異?？赡芘c恢復(fù)實(shí)驗(yàn)儀器有關(guān)，但也無法排除前兆異常和測區(qū)農(nóng)田滴灌影響的可能性，需要通過數(shù)據(jù)積累，來對該數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步跟蹤分析，如圖（7-8）所示。

圖7 高臺大莊地電場地電場數(shù)據(jù)對比圖（20170612）

4 分析與結(jié)論

依據(jù)異常核實(shí)和與相關(guān)學(xué)科專家討論分析認(rèn)為：

1）DSC垂直電場儀，及其所配備了UPS電源架設(shè)時(shí)，對電磁擾動(dòng)觀測有明顯干擾。

2）2017年6月12日恢復(fù)DSC垂直電場儀觀測后，備用和主測地電場儀均存在趨勢異常。而9月18日停測實(shí)驗(yàn)儀器后，地電場觀測測值有下降趨勢。

3）對儀器進(jìn)行標(biāo)定檢查，發(fā)現(xiàn)儀器標(biāo)定后產(chǎn)生大幅臺階，標(biāo)定過程符合學(xué)科相關(guān)規(guī)范要求，產(chǎn)生臺階具體原因不明。

4）高臺大莊地電場的變化的是各種干擾源的綜合影響，也有可能是地下電性結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，不排除存在前兆異常的可能。根據(jù)采取措施對后續(xù)觀測的數(shù)據(jù)變化趨勢來做進(jìn)一步分析判斷，目前為待定異常。